2.2.1 细胞的结构和生命活动——细胞质膜（课件）-2023-2024学年高一生物同步精品课堂（苏教版2019必修1）

高中生物学 （苏教版2019） 第二章 细胞的结构和生命活动 第2节 细胞——生命活动的基本单位 第1课时 细胞质膜将细胞与外界环境分开 课标内容 概述细胞都由细胞质膜包裹，细胞质膜将细胞与周围环境分隔开，能控制物质进出，并参与细胞间的信息交流。 科学家用显微镜注射器将一种叫作伊红 的物质注入变形虫体内，伊红很快扩散到整个细胞，却不能逸出细胞。 注入伊红 伊红为什么不会逸出细胞？此实验说明了什么？ 01 细胞质膜的结构的发现历程 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 1674年，列文虎克第一次看到了活细胞。在此后的200多年里，人们观察了更多类型的细胞，但却一直未能直接观察到质膜的存在，直到20世纪50年代末期，伦敦大学的罗伯特森（J.Robertson)才在电子显微镜下观察到质膜的结构（图3-2)。人类对质膜的认识经历了哪些阶段？ [资料1] 1895年，英国生物学家欧文顿（E.Overton)利用多种化学物质对植物根毛细胞的透性进行实验，发现脂溶性物质比水溶性物质更容易透过质膜进入组胞中。 科学家为了研究质膜的结构，设计了许多巧妙的实验。这些实验对于探索质赏的成分和构建质膜的结构模型具有重要意义。 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 实验推测： 细胞质膜由脂质构成 后来，科学家为了弄清楚质膜中的脂质成分的类型，利用卵细胞、红细胞、神经细胞等作为研究材料，利用哺乳动物的红细胞，通过一定的方法制备出纯净的细胞质膜，进行化学分析，得知组成细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。 为什么哺乳动物的红细胞，通过一定的方法能制备出纯净的细胞质膜？ 哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，没有其他膜的干扰，能够获得纯净的细胞质膜； 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 磷脂分子模型 亲水头部 疏水尾部 磷脂分子结构式 磷脂分子示意图 [资料2] 1917年，美国化学家朗缪尔（I.Langmuir)将磷脂溶于苯中，并与水混合，当苯挥发完以后，磷脂分子在水面上分布散乱，经过推挤，磷脂分子排列成了单层，而且其磷酸基团的极性头部浸入水中，疏水端浮于水面。 空气和水界面上 单分子排布 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 结合细胞内外环境，哪一种磷脂排列方式更可能存在于细胞质膜中？ [资料3] 1925年，荷兰生物学家戈特（E.Gorter)和格伦德尔（F.Grendel)用丙酮从人的红细胞中提取脂质，利用朗缪尔的方法，在空气-水界面上将其铺展成单分子层，测得单分子层的面积约为红细胞表面积的2倍。由此他们推断：细胞质膜中的磷脂分子必然排列为连续的两层。 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 阅读下列材料，并完成下列问题。 材料1　20世纪初，利用哺乳动物成熟的红细胞制备出细胞质膜，进行化学分析，得知组成细胞质膜的脂质有磷脂和胆固醇，其中磷脂含量最多。磷脂分子的结构：磷脂的一端为亲水的头部，另一端为疏水的尾部，多个磷脂分子在水中总是自发地形成双分子层。 结合磷脂分子的结构特点推测： (1)磷脂分子在水—空气界面的正确排布方式是____。 A (2)磷脂分子在水环境中的正确排布方式是____ (填“A”或“B”)。 B 情境探疑 材料2　1935年，英国学者丹尼利和戴维森研究细胞质膜的张力，发现细胞质膜的表面张力明显低于油－水界面的表面张力。人们发现油脂滴表面如果吸附有蛋白质成分则表面张力会降低。 (3)推测：细胞质膜除含脂质分子外，可能还附有________。 (4)结合所学知识，验证细胞质膜中含有蛋白质：在制得的细胞质膜样液中加入________试剂鉴定，如果产生______反应，即可证明细胞质膜成分中含有蛋白质。 【小结】　细胞质膜的主要成分是脂质和蛋白质，此外，还有少量糖类。 蛋白质 双缩脲 紫色 情境探疑 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ [资料4] 20世纪40年代，曾经有学者推测脂质两边各覆盖着蛋白质。50年代电子显微镜诞生。在电子显微镜下观察蛋白质显得灰暗，磷脂分子显得光亮。1959年罗伯特森在电镜下看到了细胞质膜清晰的暗—亮—暗的三层结构。他把细胞质膜描述为静态的统一结构。 推测：所有细胞质膜都由“蛋白质-磷脂-蛋白质”三层构成的“单位膜模型” [资料5] 1970年，科学家用发绿色荧光的染料标记小鼠细胞表面的蛋白质分子，用发红色荧光的染料标记人细胞表面的蛋白质分子，将小鼠细胞和人细胞融合。这两种细胞刚融合时，融合细胞的一半发绿色荧光，另一半发红色荧光。在37℃下经过40min,两种颜色的荧光均匀分布。这一实验以及相关的其他实验证据表明，细胞质膜具有流动性。 细胞质膜的结构与功能是怎样被认识的呢？ 1972年辛格（